膜结合血红蛋白在日本沼虾低氧应激中的作用及其调控机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31402280
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1901.水产学基础
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Oxygen is the most important critical factor on animal’s life activities. Hypoxia refers to the fact that the animal’s life activities can not get adequate oxygen, hypoxia stress mechanisms are involved in a series of physiological and biochemical processes and regulated by fine-tuning, and respiratory proteins play a vital role in this process of hypoxic stress. Compared with mammal, hypoxic stress molecular mechanism of crustaceans is unclear. The oriental river prawn Macrobrachium nipponense, is an economically important fresh-water species cultured in China in the last few decades. Our previous studies confirmed that high abundance of membrane-bound hemoglobin genes transcripts exist in the M. nipponense, and membrane-bound hemoglobin mRNA expression are individually induced by hypoxia. On that basis, membrane-bound hemoglobin gene sequence and structure are to analysis through molecular biology and biological information technology; Through environmental dissolved oxygen simulated experiment, we will determine hypoxic stress evaluation indicator system of M. nipponense; using quantitative RT-PCR and electrophoretic mobility shift assay (EMSA), we will verify membrane-bound hemoglobin is target genes regulated by hypoxia-inducible factor-1 of M. nipponense. The present project will analysis the function of membrane-bound hemoglobin in relation to molecular processes responsed to hypoxia by RNA interference, Western blot, Co-ImmunoPrecipitation (Co-IP), immunohistochemistry (IHC) and immunofluorescence (IF) and so on. The results of this project would reveal the molecular mechanism of hypoxic stress of M. nipponense, and would provide novel candidate target genes for hypoxia resistant varieties of M. nipponense, in order to achieve the unity of academic meaning and actual value.
氧是动物生命活动最重要的关键因素。低氧指机体生命活动所需的氧不能得到充足的供给,低氧胁迫下的应激机制是涉及多基因参与的复杂的生理调控过程,其中动物体内呼吸蛋白在低氧应激过程中发挥至关重要的作用。鉴于甲壳动物低氧应激的分子机制尚不知晓,本研究在建立低氧胁迫下日本沼虾鳃组织转录组文库,发现低氧应激过程中大量高丰度表达膜结合血红蛋白基因的基础上,采用分子生物学技术分析日本沼虾膜结合血红蛋白的基因序列和结构;通过环境溶解氧变化模拟实验建立日本沼虾低氧应激评价指标体系;采用荧光定量RT-PCR和凝胶电泳迁移率等技术,阐明日本沼虾膜结合血红蛋白为缺氧诱导因子下游调控靶基因之一;采用RNA干扰、免疫共沉淀和免疫组化等技术,解析日本沼虾膜结合血红蛋白在低氧应激中的功能。研究结果不仅有助于深入揭示日本沼虾低氧应激分子机制,还有望为选育日本沼虾耐低氧新品种提供靶标基因,从而实现学术意义与应用价值的统一。

结项摘要

低氧指机体生命活动所需的氧不能得到充足的供给,低氧胁迫下的应激机制是涉及多基因参与的复杂的生理调控过程,其中动物体内呼吸蛋白在低氧应激过程中发挥至关重要的作用。鉴于甲壳动物低氧应激的分子机制尚不知晓,尤其我国淡水经济虾类日本沼虾不耐低氧易泛塘的特性一直是制约其集约化规模养殖的主要瓶颈。针对这一关键问题,本项目以日本沼虾为研究对象,采用生物化学、生理学、分子生物学等技术手段,通过环境溶解氧变化模拟实验建立日本沼虾低氧应激评价指标体系,相继克隆得到日本沼虾低氧应激反应中最重要的缺氧诱导因子(HIF-1)、HIF-1抑制因子(FIH)、血蓝蛋白、膜结合血红蛋白和p53全长cDNA序列,并作组织表达和低氧时空表达差异分析。在发现低氧胁迫下日本沼虾鳃组织转录组中存在大量高丰度表达膜结合血红蛋白基因的基础上,通过阻断(RNA 干扰)和诱导(重组蛋白)膜结合血红蛋白基因,查明日本沼虾膜结合血红蛋白在低氧应激中的作用,通过生物信息学分析查明调控膜结合血红蛋白表达的microRNA,为深入研究日本沼虾低氧应激调控机制提供效应靶点。项目的研究结果不仅有助于深入揭示日本沼虾低氧应激分子机制,还有望为选育日本沼虾耐低氧新品种提供检测指标,从而实现该研究学术意义与应用价值的统一。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Comparative proteomic study of the response to hypoxia in the muscle of oriental river prawn (Macrobrachium nipponense)
东方河虾(Macrobrachium nipponense)肌肉对缺氧反应的比较蛋白质组学研究
  • DOI:
    10.1016/j.jprot.2016.02.023
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Proteomics
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Sun Shengming;Xuan Fujun;Fu Hongtuo;Ge Xianping;Zhu Jian;Qiao Hui;Jin Shubo;Zhang Yiwen
  • 通讯作者:
    Zhang Yiwen
Molecular characterization and mRNA expression of hypoxia inducible factor-1 and cognate inhibiting factor in Macrobrachium nipponense in response to hypoxia
日本沼虾缺氧反应中缺氧诱导因子-1和同源抑制因子的分子特征及mRNA表达
  • DOI:
    10.1016/j.cbpb.2016.02.002
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Comparative Biochemistry and Physiology B-Biochemistry & Molecular Biology
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Sun Shengming;Xuan Fujun;Fu Hongtuo;Ge Xianping;Zhu Jian;Qiao Hui;Jin Shubo;Zhang Wenyi
  • 通讯作者:
    Zhang Wenyi
Molecular cloning, characterization, and expression analysis of p53 from the oriental river prawn, Macrobrachium nipponense, in response to hypoxia
日本沼虾 p53 响应缺氧的分子克隆、表征和表达分析
  • DOI:
    10.1016/j.fsi.2016.03.167
  • 发表时间:
    2016-07-01
  • 期刊:
    FISH & SHELLFISH IMMUNOLOGY
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Sun, Shengming;Gu, Zhimin;Xuan, Fujun
  • 通讯作者:
    Xuan, Fujun
Transciptomic and histological analysis of hepatopancreas, muscle and gill tissues of oriental river prawn (Macrobrachium nipponense) in response to chronic hypoxia.
日本沼虾(Macrobrachium nipponense)肝胰腺、肌肉和鳃组织对慢性缺氧反应的转录组学和组织学分析
  • DOI:
    10.1186/s12864-015-1701-3
  • 发表时间:
    2015-07-03
  • 期刊:
    BMC genomics
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Sun S;Xuan F;Fu H;Zhu J;Ge X;Gu Z
  • 通讯作者:
    Gu Z
Identification and comparative analysis of the oriental river prawn (Macrobrachium nipponense) microRNA expression profile during hypoxia using a deep sequencing approach
使用深度测序方法鉴定和比较分析缺氧期间东方河虾(Macrobrachium nipponense)的 microRNA 表达谱
  • DOI:
    10.1016/j.cbd.2016.01.003
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Comparative Biochemistry and Physiology D-Genomics & Proteomics
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Sun Shengming;Fu Hongtuo;Ge Xianping;Zhu Jian;Gu Zhimin;Xuan Fujun
  • 通讯作者:
    Xuan Fujun

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其他文献

中华绒螯蟹对10种常见饲料蛋白源的表观消化率
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    海洋渔业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    江星;陈立侨;孙盛明;李二超;黄艳青;唐伯平
  • 通讯作者:
    唐伯平
不同磷脂水平下中华绒螯蟹幼蟹的胆碱需要量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国水产科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙盛明;姜海波;李二超;禹娜
  • 通讯作者:
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青虾Ran基因的克隆、表达及其在卵巢发育中的功能
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国水产科学
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  • 作者:
    卜宗元;傅洪拓;孙盛明;乔慧;金舒博;张文宜;龚永生;蒋速飞;熊贻伟;吴滟
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    吴滟
高比例棉粕饲料中补充蛋氨酸对中华绒螯蟹幼蟹摄食、生长及抗氧化酶活性的影响
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    2013
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低氧对甲壳动物的影响及其分子调控研究进展
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    水产学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙盛明;祝孟茹;潘方艳;王柠;傅洪拓;戈贤平
  • 通讯作者:
    戈贤平

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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